论山区高速公路桥梁标准化设计的重要性
摘要
关键词
山区高速;公路桥梁;标准化设计
正文
引言:进入新时期以后,山区高速公路桥梁建设进入新的篇章,为保证其安全、适用、经济、美观和有利环保,有必要引入标准化设计理念,确保山区高速桥梁全寿命高质量运营,提升整体设计、施工质量,因此,标准化势必引领高质量发展。
1标准化设计的目的
为贯彻落实“交通强国”、“质量强国”战略部署。进一步提升设计品质,提高设计质量,结合后续服务过程中优化完善设计方案,创造优质工程,此为标准化设计的目的。具体来讲,科学系统的设计标准化是优质工程的根本保证,通过制定相应的细则、标准图集等标准化文件指导设计全过程,以期使精细化、标准化成为广大高速公路建设者的共识和努力的方向。达到五个“一流”,即一流的设计质量、一流的项目管理、一流的施工工艺、一流的作业环境、一流的现场形象。
2山区高速公路桥梁标准化设计措施
2.1确定桥梁建设规模
因山区高速公路桥梁在进行标准化设计、施工时会面临更加复杂的情况与更多的工程量,故而其工程造价对比平原地区来说大幅度提升,故而确定桥梁建设规模、控制工程造价,是保证工程稳定推进必不可少的条件。标准化设计过程中应关注以下要点:
2.1.1结合当地环境保护标准、桥梁总造价、桥梁布孔高跨比协调状况、地质因素、天气状况、两端桥台地形等因素确定建设规模,其中桥梁总造价比需重点考量路桥衔接处路基填筑质量、台背回填工程量、桥台锥坡工程量等影响因素。
2.1.2针对桥台处纵横向地形高差大的山体,需结合实际情况决定是否增加若干跨桥长改肋式桥台,作为柱式台应用,以此来保证桥台质量、安全度,缩减路基挖填面积,提升路基填筑质量[2]。
2.1.3结合标准化设计方案,确定公路桥梁设计技术要求,设定规模划分标准,比如开挖深度、桩基深度等,后续再结合投资额、建设条件来确定整体建设规模。在综合以上要素,确定规模后再开展标准化设计,可避免资金不足、工期短缺、设计方案与实际不符等相关问题的出现。
2.2路基填筑与桥梁方案的比选
按照《公路路基设计规范》(JTGD30—2015)具体要求,在进行路基设计时,应避免与深路堑、高路堤冲突;路基中心填方高度、挖方高度分别大于20m、30m时,建议结合公路桥梁路线方案与隧道、路基等构造物进行方案比选,设计过程中应关注以下要点:
2.2.1从公路桥梁工程美学效果、加强环境保护、节约工程用地等层面分析,部分方案设计要点适宜于平原地带,但是在进行山区高速公路设计时需仔细斟酌,避免生搬硬套,遵循“实事求是、因地制宜、综合论证”原则,结合工程造价、桥涵施工难易程度、土石方调配平衡、地形地质等多方面因素展开比选[3]。
2.2.2针对跨度小、坡度陡、地质条件好的V型山谷处,若是上游形态断面处建设涵洞即可适应泄洪所需,应尽量考虑布设涵洞,以路基形式通过,在进行路基填筑方案设计时,从减少不稳定因素影响、隧道出渣再利用、土石方平衡等多个方面思考具体的方案优化措施,以此来保证标准设计方案的可行性、有效性。
2.3桥位选择
在进行桥位选择时,遵循以下标准化设计原则:①遵循地形选线原则。山区高速公路桥梁因本身地形地貌、环境因素、地质条件等比较复杂,为保证施工安全、运行可靠性,在选择桥位时尽量选择位于两岸有高地或者山咀等河岸相对稳固的地段,桥位保持与沟谷正交;此外还应考虑施工现场设施搭建便利性、材料运输畅通性等根本要求,设计中加入环境保护元素,提升高速公路桥梁与本地自然环境之间的协调度,避免公路桥梁建设对当地环境造成较大影响[4]。②遵循地质选线原则。因山区地形复杂,很多时候会出现桥梁两岸岩性、地质构造差异较大的情况,故而在桥位选择时应按照地质选线机制,提前选择土层、基岩较硬的位置,避免在强岩溶、泥石流、活动断层、顺层滑坡等不利地势下施工。
2.4材料选择
材料选择是山区高速公路桥梁标准化设计的关键要素,适宜、有效、性价比高的材料,才可保证最终设计效果,若是材料不过关,后续的标准化设计如空中楼阁,不具备实际意义,可从以下几点加以把握:①钢筋由同一牌号、同一炉罐号、同一尺寸进行组批,控制每批质量≤60t,要求每增加40t,增加一个拉伸试验、弯曲试验,以此来保证其质量。②水泥从同一厂家进购同一品种、强度等级产品,并对其细度、强度、凝结时间等展开性能检测,在检测中若是发现水泥存在受潮、过期等问题,应拒绝接收。③细集料,从同产地进购同规格产品,每次进场数量≤400m3,具体检验内容包括外观、有机质含量、细度模数、含泥量等;粗集料,按照上述细集料标准加以检验,并增加压碎值指标、泥块含量、针片状颗粒含量、颗粒级配等检验内容。④水、掺合料、外加剂等材料均按照国家相关规范、标准展开检验,保证其使用效果。⑤水泥混凝土拌和厂堆料坪要求相关标准进行水泥混凝土硬化处理,规划为两个区,分别存放已检验合格、未检验产品,避免混淆。⑥桥涵混凝土选择通过电子自动计量的强制式拌和机集中拌和,严控振捣流程,包括振捣方法选择、振捣高度、振捣频率等,特别是对桥梁湿接缝、湿接头、预应力张拉端头、箱梁吊装孔等小体积混凝土的振捣质量,后续再做好一周的养护工作[5]。
2.5下部构造设计
在进行桥梁下部构造设计时,关注以下要点:①钻孔灌注桩基础施工工作平台搭建时,考虑可能出现的洪水影响,在浅水区引入筑岛法,在深水区引入双壁钢围堰平台、钢管桩施工平台,若是当地水位没有明显变化,可引入浮式工作平台;针对不同地质,选择对应成孔设备,部分地区宜使用旋挖钻机提高生产效率,而部分地区地质复杂情况下使用正、反循环钻,冲击钻等成孔设备。②若施工场地内无地下水或者少量地下水,针对较密实的风化岩层,可设计20m左右桩基础,按照固定流程完成人工挖孔工作;在挖孔灌注桩时,设计专项施工方案,结合实际水文、地质状况,针对性地设计孔壁支护方案,且保证孔口四周设置高于地面30cm左右护圈。③钻挖孔灌注桩装设声测管,对成桩质量加以检测,若是桩身质量不达标,需及时采取补救措施;引入桩底后压浆技术,通过控制各阶段压浆量、压力以保障压浆质量。④盖梁选择托架法施工模式,在薄壁空心墩施工时可优选翻模法,每节模板高度≤3m[6]。
2.6上部构造设计
在进行桥梁上部构造设计时,关注以下要点:①施工加装防护装置,避免后续施工时内模上浮;通过多根钢绞线制作预应力筋,预先约束,每间隔1.5m捆扎一次,再将整束预应力筋依次穿入孔道;绑扎钢筋时,明确锚垫板、波纹管固定位置;张拉预应力时,通过机械设备切割钢绞线。②进行预应力张拉、压浆时,安排专人负责旁站监理,确保施工人员按照固定规范完成相关施工操作,并现场签字确认;尝试引入更加先进的预应力张拉工艺完成该项工作,完成张拉后,检查预制梁板的起拱度,若是未达到起拱标准,需联系设计单位、质检单位,检查原因、及时处理,避免影响施工质量。③预应力孔道压浆。完成后张法预应力张拉锚固后,在48h内完成孔道压浆,压浆技术可结合实际情况选取,当前应用较多的是真空辅助压浆技术,孔道内必须填筑的是专用浆料,在检查压浆质量时,由内部质检团队与外部专业质检机构共同负责,抽检预制梁总体1%数量;预制梁板存梁前,仔细、全面观察梁板外观结构,比如有无裂痕、长度是否足够、有无明显坡度或者破损等。④构件存放台座要求坚固稳定,高于四周地面20cm,定期检查其稳定性;将构件多层叠放,每层之间用垫木隔开,在叠放时小型构件叠放三层、大型构件叠放两层;预应力混凝土梁板在架设时,需提前规划,存放时间控制在3个月内,若是遇到极端天气或者其他特殊状况,存放时间应控制在5个月内。⑤在进行预制梁安装时,选择有资质的厂家购置龙门架或吊车,严禁选择人字桅杆架设,否则可能造成安全隐患;在架梁前仔细检查制动系统,保障正常运转;支座接触严密、避免有缝隙,规划位置满足基本标准,并需定期添加润滑油,保证其灵活、可靠。⑥在梁板就位后,设置支撑装置或者保险垛以作临时固定,各梁板提前进行横向连接、紧固,避免倾倒;在进行梁板施工时,检查支座密贴性,假设完成后执行体系转换,标记各支座位置,在出现不合理、不合格问题后及时更换。⑦在进行预制梁湿接缝、湿接头时,严格控制施工流程,及时浇筑,在完成浇筑后,用土工布覆盖,不定时浇水保湿,养护时间不低于两周;预制梁翼缘板、梁端、横隔板端头、预制空心板铰缝面、薄壁空心墩浇筑块段顶面、连续刚构悬浇块段端头等位置按照要求进行二次浇筑,针对其存在的施工缝,凿毛处理,并结合缝隙大小、类型,灵活选择补缝技术,比如填充材料法、灌注浆技术等,不同技术有着不同的施工要求、标准等,应结合高速公路桥梁实际情况灵活调整,在完成补缝后,用清水反复冲洗。⑧净空大于20m的现浇箱梁应选择桁架式支架、钢管支架等稳定性、整体性相对较好的支架,再通过剪刀撑纵、横、平进行加固,其中基础部分可用20cm厚混凝土再次加固;具体支架方案,需进行反复推演并交与专家会审后应用于工程实际中。⑨落实保护措施,比如严禁在裸梁上搁置重物、多人踩踏或者是车辆行驶,竖立提醒标志,针对违反制度的人员严格追究其相关责任,以此来保证标准化设计、施工效果。
2.7需要特殊注意得几个问题
①为保证桥梁伸缩缝预留槽口的平顺,便于伸缩缝质量控制,桥梁伸缩缝处的大梁采用整体后浇设计。即在大梁顶板端部预留槽口,并预先设置梁托以便装模,以后在伸缩缝施工中该处顶板与伸缩缝一起后浇。设计单位可根据此思路完善不同梁板形式及伸缩缝形式的钢筋预埋及槽口尺寸增加后的加强钢筋设计。
②桥面应在边部设置碎石排水渗沟,超高路段应注意在内侧设置,上面层应满铺覆盖,避免渗沟唧泥长草。
③桥面泄水管应采取在边梁翼缘板中竖直方向设置的方式,不得采用横穿防撞墙的水平泄水设计。
④对于一般结构桥梁,桥梁伸缩缝40、80型采用模数式伸缩缝,160、240型及以上采用有多向变位装置或其它减少刚性应力设计的梳齿板伸缩缝。
⑤在满足受力要求的前提下,桥梁下构墩柱及上构装配式大梁应尽量统一形式及尺寸,减少施工不便;装配式预应力砼梁桥尽量采用T型梁设计。
⑥大、中桥要合理分配联长,尽量使一联的各桥墩刚度相接近,联长不超过当地气候条件下伸缩缝变形量。每联长度控制在120~150m以内,简支结构桥面连续长度不应大于80m且不多于4孔。
⑦伸缩装置根据位移量选用40型、60型、80型、160型、240型。小桥通道当跨径单孔时,可设1道伸缩缝,另一侧设桥台连续。
⑧桥梁伸缩缝的设置应根据实际伸缩量选用相应的伸缩缝。安装伸缩缝砼应采用高标号混凝土。
⑨所有外购产品在设计时列出所用的设计参数,不指出厂家及产品型号。
⑩一般情况下大、中、小桥设置桥头搭板,下设40cm等厚水稳层和枕梁,其压实度均不应小于96%。
⑪桥台后填土高度>5m以上,搭板长8m、厚35cm;台后填土高度≤5m时,搭板长6m、厚30cm。
⑫当桥梁斜度<30°时,桥头搭板可采用矩形或平行四边形布设;当斜度≥30°时,桥头搭板尾端即与路基相连处宜按车道宽度设置成锯齿形,垂直于路线轴向。
⑬滑动支座外面必须设置防尘罩, 斜桥中的滑动支座须采用定向滑动支座。
结束语:综上,文章就山区高速公路桥梁标准化设计进行了综合论述与分析,建议给予其足够的重视,分析各项标准化设计措施在实际应用中的优势与不足,发扬优势、弥补不足,提升设计实效,维护山区高速公路桥梁长远发展。
参考文献:
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